实验09 水的组成及变化的探究-中考化学实验精讲精练

人教版2024上册/第四单元自然界的水/实验活动2实验09水的组成及变化的探究【实验目的】1．认识水的组成。2．了解水在通电条件下发生的变化，进一步认识分解反应。3．进一步体会科学探究的过程和方法。【实验仪器】水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台（带滴定夹）、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴【实验试剂】硫酸钠溶液（或氢氧化钠溶液）、蒸馏水【实验过程】1．水的生成操作图示实验步骤现象分析在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干燥的小烧杯烧杯壁上的现象是说明2．水的分解操作图示实验步骤现象分析（1）在电解器玻璃管中加满水（水中加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液），用导线连接电解器与电源。（2）接通直流电源，观察玻璃管内的现象并记录。（3）切断上述装置的电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验反应中产生的气体。玻璃管内：；燃着的木条：说明1.水的生成实验（1）氢气与空气（或氧气）的混合气体遇明火可能发生。点燃氢气前一定要。具体操作：用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指，如果发出，说明气体不纯；如果，说明气体较纯。（2）反应的文字表达式：，符号表达式：。（3）氢气燃烧生成水的实验说明水是由组成的。2.水的分解实验（1）水中可加入少量硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液,以。（2）反应的文字表达式：，符号表达式：。（3）两电极上产生的气体和体积比口诀：“负正，负正”。【问题讨论】1．水在通电时发生了什么变化？生成了哪几种物质？。2．哪些证据可以证明水是由氢、氧两种元素组成的？。【典例1】某同学进行水的组成及变化的探究，其中操作错误的是A．

检验氧气 B．氢气验纯C．

点燃氢气 D．

熄灭酒精灯【典例2】如图是电解水的实验装置，下列相关说法正确的是A．M、N气体体积比为1：2B．点燃N气体产生淡蓝色火焰C．水中含有氢分子和氧分子D．水由氢元素和氧元素组成【典例3】下列有关水的合成与分解的实验的说法，不正确的是A．图1烧杯内壁有水雾出现B．图2连接正负两极的玻璃管汇集的气体体积之比为2：1C．两个实验均发生的是化学变化D．两个实验均可证明水是由氢元素和氧元素组成【典例4】电解水反应一段时间后，用燃着的木条检验生成的气体，记录的现象如下表。相关说法错误的是两电极正极端的玻璃管负极端的玻璃管现象有气泡体积为，木条燃得更旺体积为，气体燃烧A．通电前应将玻璃管内空气排尽 B．两电极产生气泡的速率不相同C．正极气体为氧气，负极气体为氢气 D．结合气体密度可计算水中氢、氧原子个数比1．如图是电解水的装置示意图，下列说法不正确的是A．b端是电源的正极B．c试管收集的气体有可燃性C．电解水时，在水中加入少量氢氧化钠可以增强水的导电性D．试管c中收集的气体与试管d中收集的气体的质量比约为2．如图为电解水实验装置改进图，有关叙述不正确的是A．该实验说明水是由氢气和氧气组成的B．甲注射器中收集的气体可以使带火星的木条复燃C．在水中加入少量的硫酸钠可增强水的导电性D．甲乙注射器中收集的气体的体积比是1：23．化学兴趣小组为探究不同电压对电解水速率的影响，用如图装置进行多次实验，并记录不同电压下生成氢气所需时间。下列分析正确的是A．管与电源正极相连 B．管中气体可以燃烧C．管与管中气体质量比为 D．该实验中，电压越高电解水的速率越快4．下列用排水法收集氢气并检验纯度时，正确的实验操作顺序是①用拇指堵住试管口，管口向下，靠近火焰，移开拇指

②用排水法收集氢气

③声音很小，表明氢气已纯净

④听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验。A．②①④③ B．①②④③ C．②①③④ D．①②③④5．某同学用如图装置进行电解水的实验。(1)a中收集到的气体如何检验？(2)电解水时，加入少量硫酸钠的目的是什么？(3)该同学发现最终b、a两管所得气体的体积比小于1：2，请分析产生误差的可能原因是什么？6．兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。【宏观辨识】根据实验探究水的组成(1)水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由组成的化合物。(2)水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为，经检验管a中的气体是（填化学式）。【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。(3)方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为，进而推算出结果。(4)方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。【模型构建】(5)以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是。7．某小同学设计如图1装置进行电解水实验。(1)电解时，向水中加入氢氧化钠的目的是。(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是。(3)电解时，水分子分解示意图如图2，补全横线上的模型图。(4)由电解水实验，得出结论：水是由组成。8．探究水的元素组成：(1)图一是电解水的实验装置，试管D中的气体是，写出该反应的文字表达式为。(2)图二是氢气燃烧的微观示意图，反应过程的正确顺序是（用a、b、c表示）。(3)以上两个实验都可以得出实验结论：。(4)甲同学利用图三所示的方法收集氧气并进行氢气燃烧的实验探究水的组成，乙同学认为该实验不能达到实验目的的原因是。9．电解水的实验装置如图所示。下列说法正确的有。①实验说明水是由氢气和氧气气组成的②a、b管内气体的质量之比为2：1③b管中气体能使带火星的木条复燃④实验说明水中溶解了少量的氧气⑤电解前后元素种类不变⑥实验中若加入少量硫酸钠溶液可增强水的导电性10．某化学兴趣小组自制如图所示装置探究水的组成。步骤1：检查装置气密性，用烧杯向广口瓶中加入500mL1%的氢氧化钠（NaOH）溶液，将导线穿过橡胶塞与自制红铜电极连接，将塑料管套在红铜电极上，上端插入橡胶塞上。塞紧胶塞，将橡胶管与50mL的注射器3连接好。步骤2：取下注射器1，用注射器3向瓶中打气，使溶液进入塑料管中，直到刚有溶液溢出再安上注射器1：取下注射器2，进行同上操作后，安装注射器2。(1)电解水时加入氢氧化钠（NaOH）溶液的作用。(2)步骤3：将导线与24V的学生电源相连，打开开关，观察到的现象是，大约2min后注射器1与注射器2收集到的气体体积比约为，正极电源变黑，关闭电源。(3)步骤4：取下注射器1，将带火星木条放在针头处，推动注射器1的活塞，木条复燃，说明注射器1中产生的气体是。取下注射器2，点火，推动注射器2的活塞，写出该反应的符号表达式。通过该实验得出水的组成结论。(4)实验反思：正极电源变黑可能是因为发生了（用符号表达式表示）。11．人类的日常生活和工农业生产离不开水。为探究水的组成及变化，某小组同学设计下图装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水（含少量），再接通直流电源。已知：水中加入的只起增强导电性作用，本身不参与反应。回答下列问题：(1)图一中甲、乙两支玻璃管中生成气体的体积比约为。(2)切断电源后，用燃着的木条在乙玻璃管尖嘴口检验产生的气体，观察到的现象是。(3)电解纯水速率较慢，为探究不同电压和不同浓度溶液对电解水速率的影响，小组同学进行多次实验，测得产生氢气所需时间如图二：①电解溶质质量分数为的溶液时，改变电压对电解水速率的影响是。②上述实验中，电解水速率最快的条件是。12．学习小组走进实验室，探究“水在直流电作用下的变化”。I.在水电解器的玻璃管中注满水，接通直流电源。一段时间后。发现两电极都有气泡产生，左右两侧玻璃管中的液面有不同程度的下降。(1)a管中产生的气体和b管中产生的气体的体积比约为。检验b管的气体：打开活塞，。(2)通过上述实验可以得出：化学变化不但生成新物质，还会伴随着能量的转化。在电解水的过程中，能主要转化为能。(3)写出电解水的文字表达式。II.实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知：调节电源电压或在水中加入少量氢氧化钠溶液都会改变电解速率。于是他进行了多次实验，电源电压分别设定为6伏（电压的单位“伏特”，简称“伏”）、9伏、12伏，氢氧化钠溶液浓度分别为5%、10%，将实验数据取平均值，记录如下：（保持其它条件不变，每次实验收集10mL氧气）电压反应时间氢氧化钠浓度6伏9伏12伏5%26分26秒12分14秒7分30秒10%17分8秒9分26秒6分22秒(4)该实验的目的是。(5)分析上表数据可得出的结论是。13．水是生命之源，人类从未停止过对水的研究。现有同学利用如图水电解器进行电解水实验，在水电解器中加入Na2SO4的水溶液，至充满管A和管B(Na2SO4不参与反应)，通直流电一段时间后，现象如图所示：(1)水电解反应符号表达式为。管A中产生的气体用检验，实验过程中中间的长颈漏斗内的液面。(填升高，降低或者不变)(2)下列说法正确的是________(填字母)。A．水中加入Na2SO4溶液能增强导电性B．电极N与电源正极相连C．该过程中分子未改变，改变的是分子间的空隙D．该实验能验证水是由氢气和氧气组成的为证明水不是由“水元素”组成的，1785年，拉瓦锡在高温的条件下，用水蒸气与红热的铁粉反应，模拟实验装置如图所示。吹泡器吹出的气泡不断往上升，用燃着的木条去点气泡，发现气泡能被点着，同时生成四氧化三铁。(3)该反应的符号表达式为。(4)实验过程中，吹泡器吹出的气泡不断往上升，说明，点燃气泡是产生色火焰。14．实验课上，同学们做了电解水的实验。(1)实验过程中：①在电解器玻璃管中加满水。通电，观察到玻璃管中有气泡冒出，一段时间后，a、b管内气体体积比约为。②切断电源，用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体，观察到(填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺。(2)电解水时，通常要加入少量氢氧化钠或硫酸钠，目的是；一小组做电解水实验时，在水中加了氯化钠，该小组发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。这激发了他们探究的欲望。请你一起参与该小组的探究活动吧！【提出问题】加入氯化钠的水通电时，石墨电极上分别生成了什么气体?【查阅资料】①氯气(Cl₂)：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，常温下1体积水能溶解2体积Cl2。②石墨电极不参与反应【提出假设】(3)假设1：电极上分别生成了氧气和氯气；假设2：电极上分别生成了氢气和氧气；假设3:。【设计实验】(4)该小组仍然用如上装置来电解加了氯化钠的水。并收集两个电极上产生的气体。

实验步骤实验现象解释或结论①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色。a试管收集到黄绿色气体b试管收集到无色气体。通过对气体颜色的分析，说明假设肯定是错误的。②用拇指堵住b试管，移近点燃的

酒精灯，松开拇指。听到轻微爆鸣声证明b试管中收集的气体为氢气。【实验反思】(5)该小组发现通电除了生成两种气体外，还生成了氢氧化钠(NaOH)，请试着写出在水中加入氯化钠吋通电发生反应的符号表达式；【反思与评价】(6)用电解水探究水的组成实验，你认为在电解水时(选填“可以”或“不可以”)加入少量的氯化钠，原因是。15．某化学兴趣小组同学在学习电解水实验时对水中增加的其他物质感到好奇。于是进行了如下探究，请回答有关问题。【资料提示】a．纯水每十亿个水分子中，只有约两个水分子解离成氢离子和氢氧根离子。b．硫